对称电磁轴承刚性转子系统的动力学特性  

Dynamic behavior of symmetrical active magnetic bearings rigid rotor systems

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作  者:赵皓宇 祝长生[1] ZHAO Hao-yu;ZHU Chang-sheng(College of Electrical Engineering,Zhejiang University,Hangzhou 310027,China)

机构地区:[1]浙江大学电气工程学院,浙江杭州310027

出  处:《振动工程学报》2020年第5期940-951,共12页Journal of Vibration Engineering

基  金:国家自然科学基金资助项目(11632015);国家重点研发计划项目(2018YF0905500)。

摘  要:为了研究带有比例微分控制的对称电磁轴承刚性转子系统的动力学特性,首先建立了对称电磁轴承刚性转子径向四自由度系统的动力学模型,并将转子系统的运动分解为平动运动和锥动运动;其次,分别求解平动运动及锥动运行的特征根,利用特征根分析了比例系数、微分系数以及转子转速等参数对平动运动和锥动运动固有特性的影响,并提出了比例微分控制器参数的设计原则;然后,求得了由转子不平衡引起的平动和锥动振动的解析表达式,分析了转子刚体平动及锥动的共振特性以及控制器参数对转子系统不平衡振动的影响;最后,通过实验,对对称电磁轴承刚性转子系统动力特性的理论分析结果进行了验证。In order to analyze the dynamic behaviors of a symmetrical active magnetic bearings(AMBs)-rigid rotor systems with proportional-differential(PD)controller,the model of the symmetrical AMBs-rigid rotor radial four degree-of-freedoms system with the rotor imbalance is first presented.Then,the rotor system motions are decoupled into parallel and conical motions and its modal eigenvalues about the parallel and conical motions are solved respectively.Based on the analysis of the eigenvalues,the influences of proportional feedback gain,differential feedback gain,and rotor rotational speed on the system dynamic behaviors are demonstrated,and the parameters of controller are designed.Then,the analytical expressions of parallel and conical vibrations caused by imbalance vibrations are deduced.The characteristics of imbalance vibration and the influences of the control parameters on imbalance vibration are studied.Finally,an experiment is carried out in order to demonstrate the theoretical results of the symmetrical AMBs rigid rotor systems.

关 键 词:转子动力学 电磁轴承 刚性转子 比例微分(PD)控制 转子不平衡 

分 类 号:O347.6[理学—固体力学]

 

参考文献:

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